JP7365487B2 - 画像補正方法、撮像装置および検査装置 - Google Patents

Description

本明細書は、画像補正方法、撮像装置および検査装置を開示する。

従来、この種の撮像装置としては、複数の色の光を照射する複数の光源を備え、複数の光源のうち選択したいずれかの光源から光を照射して被写体を撮像するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この撮像装置では、選択した光源の光源色に応じて、分解能の適正値を選択したり、色収差を補正したりする。

国際公開第２０１９／１１１３３１号

上述したように、複数の光源を選択的に使用可能なものにおいて、各光源をそれぞれ照射して同一の被写体を撮像した各光源色の元画像をそれぞれ取得し、それらの元画像を重ね合わせて合成することで、擬似的にカラーの合成画像を生成する場合がある。その場合、重ね合わせた元画像同士のずれを抑えて高精度の合成画像を生成するために、元画像の歪曲収差と色収差とを補正する必要がある。しかし、歪曲収差の補正量と色収差の補正量をそれぞれ用いて各元画像に補正を行うため、補正に手間や時間がかかり合成画像の生成に時間を要することになる。

本開示は、元画像の歪曲収差と色収差との補正の手間を軽減して合成画像の速やかな生成を可能とすることを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の画像補正方法は、
複数の異なる光源色のそれぞれの照明下で撮像された複数の元画像を重ね合わせて合成画像を生成する際に前記元画像を補正する画像補正方法であって、
（ａ）基準マークが設けられた部材が各光源色のそれぞれの照明下で撮像された光源色毎の基準画像のうち、特定の光源色の基準画像から認識した前記基準マークの位置を、前記特定の光源色の基準画像における前記基準位置に補正するための補正量を求めて、光源色に対応付けて設定するステップと、
（ｂ）前記特定の光源色以外の他の光源色の前記基準画像から認識した前記基準マークの位置を、前記特定の光源色の基準画像における前記基準マークの基準位置に補正するための補正量を他の光源色毎にそれぞれ求めて、光源色に対応付けて設定するステップと、
（ｃ）前記元画像が撮像されると、各光源色に対応付けられた補正量を用いて各光源色の元画像の歪曲収差と色収差とをまとめて補正するステップと、
を含むことを要旨とする。

本開示の画像補正方法は、特定の光源色の基準画像から認識した基準マークの位置を、特定の光源色の基準画像における基準マークの基準位置に補正するための補正量を求める。また、他の光源色の基準画像から認識した基準マークの位置を、他の光源色の基準画像における基準マークの基準位置ではなく、特定の光源色の基準画像における基準マークの基準位置に補正するための補正量を他の光源色毎にそれぞれ求める。このため、歪曲収差の補正と色収差の補正とをまとめた補正量を、各光源色に対応付けて設定することができる。そして、元画像が撮像されると、各光源色に対応付けられた補正量を用いて元画像の歪曲収差と色収差とをまとめて補正する。このため、歪曲収差と色収差のそれぞれの補正量を用いて別々に補正する場合に比べて、元画像の歪曲収差と色収差との補正の手間を軽減して合成画像の速やかな生成を可能とすることができる。

部品実装機１０の構成の概略を示す構成図。 マークカメラ５０の構成の概略を示す構成図。 落射光源５２のＡ視図。 側射光源５４のＢ視図。 部品実装機１０の制御に関わる構成を示すブロック図。 ジグプレートＪＰの一例を示す説明図。 補正量設定処理の一例を示すフローチャート。 各光源の補正量を設定する様子の一例を示す説明図。 実装検査処理の一例を示すフローチャート。 元画像の撮像・補正処理の一例を示すフローチャート。

次に、本開示を実施するための形態について説明する。図１は、本実施形態の部品実装機１０の構成の概略を示す構成図である。図２は、マークカメラ５０の構成の概略を示す構成図である。図３は、落射光源５２のＡ視図である。図４は、側射光源５４のＢ視図である。図５は、部品実装機１０の制御に関わる構成を示すブロック図である。なお、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前（手前）後（奥）方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。部品実装機１０は、基板搬送方向（Ｘ軸方向）に複数台並べて配置されて、生産ラインを構成する。

部品実装機１０は、図１に示すように、フィーダ２０と、基板搬送装置２２と、部品を吸着する吸着ノズル４５を有するヘッド４０と、ヘッド４０を移動させるヘッド移動装置３０と、パーツカメラ２３と、マークカメラ５０とを備える。これらは、基台１１上に設置される筐体１２に収容されている。フィーダ２０は、所定間隔毎に形成された収容部に部品が収容されたテープをリール２１から引き出してピッチ送りすることで、部品を供給するテープフィーダとして構成されている。基板搬送装置２２は、Ｙ軸方向に間隔を空けて配置される一対のコンベアレールを備え、一対のコンベアレールを駆動することにより基板Ｓを図１の左から右（基板搬送方向）へと搬送する。

ヘッド４０は、吸着ノズル４５を上下方向（Ｚ軸方向）に移動させるＺ軸アクチュエータ４１（図５参照）と、吸着ノズル４５をＺ軸周りに回転させるθ軸アクチュエータ４２（図５参照）とを備える。ヘッド４０は、吸着ノズル４５の吸引口に負圧源を連通させることで、吸引口に負圧を作用させて部品を吸着し、吸着ノズル４５の吸引口に正圧源を連通させることで、吸引口に正圧を作用させて部品の吸着を解除する。ヘッド移動装置３０は、Ｘ軸スライダ３２とＹ軸スライダ３６とを備える。Ｘ軸スライダ３２は、Ｙ軸スライダ３６の前面に左右方向（Ｘ軸方向）に延在するように設けられた上下一対のＸ軸ガイドレール３１に支持され、Ｘ軸アクチュエータ３３（図５参照）の駆動により左右方向に移動する。Ｙ軸スライダ３６は、筐体１２の上段部に前後方向（Ｙ軸方向）に延在するように設けられた左右一対のＹ軸ガイドレール３５に支持され、Ｙ軸アクチュエータ３７（図５参照）の駆動により前後方向に移動する。Ｘ軸スライダ３２にはヘッド４０が取り付けられており、ヘッド４０は、ヘッド移動装置３０によりＸＹ方向に移動可能となる。

パーツカメラ２３は、基台１１上に設置されている。パーツカメラ２３は、吸着ノズル４５に吸着させた部品がパーツカメラ２３の上方を通過する際、当該部品を下方から撮像して撮像画像を生成し、生成した撮像画像を制御装置６０へ出力する。

マークカメラ５０は、Ｘ軸スライダ３２に取り付けられ、ヘッド移動装置３０によってヘッド４０と共にＸＹ方向に移動し、撮像対象物を上方から撮像する。撮像対象物としては、フィーダ２０により供給された部品、基板Ｓに付されたマーク、基板Ｓに実装された後の部品、基板Ｓの回路配線（銅箔）に印刷された半田などが挙げられる。マークカメラ５０は、図２に示すように、照明部５０ａと、カメラ本体部５０ｂとを備える。照明部５０ａは、ハウジング５１と、落射光源５２と、ハーフミラー５３と、側射光源５４と、拡散板５５とを有する。ハウジング５１は、下面に開口する円筒状の部材であり、カメラ本体部５０ｂの下方に取り付けられている。

落射光源５２は、ハウジング５１の内側の側面に設けられている。落射光源５２は、図３に示すように、Ｒ（赤色）の単色光を発光する赤色ＬＥＤ５２ａと、Ｇ（緑色）の単色光を発光する緑色ＬＥＤ５２ｂと、Ｂ（青色）の単色光を発光する青色ＬＥＤ５２ｃとが四角形状の支持板５２ｄ上にそれぞれ同数又はほぼ同数配置されたものである。ハーフミラー５３は、ハウジング５１の内側に斜めに設けられており、落射光源５２の各ＬＥＤ５２ａ，５２ｂ，５２ｃからの水平方向の光を下方に反射する。また、ハーフミラー５３は、下方からの光をカメラ本体部５０ｂに向けて透過する。側射光源５４は、ハウジング５１の下方開口付近に水平に設けられている。側射光源５４は、図４に示すように、赤色ＬＥＤ５４ａと、緑色ＬＥＤ５４ｂと、青色ＬＥＤ５４ｃとがリング状の支持板５４ｄ上にそれぞれ同数又はほぼ同数配置されたものであり、下向きに光を照射する。拡散板５５は、ハウジング５１のうち側射光源５４の下方に設けられている。落射光源５２及び側射光源５４から発せられた光は、拡散板５５で拡散されたあと対象物に照射される。マークカメラ５０は、落射光源５２および側射光源５４のうち赤光源（赤色ＬＥＤ５２ａや赤色ＬＥＤ５４ａ）と緑光源（緑色ＬＥＤ５２ｂや緑色ＬＥＤ５４ｂ）と青光源（青色ＬＥＤ５２ｃや青色ＬＥＤ５４ｃ）とをそれぞれ個別に点灯可能となっている。

カメラ本体部５０ｂは、図示しないレンズなどの光学系と、モノクロ撮像素子としての例えばモノクロＣＣＤ５６とを備える。カメラ本体部５０ｂは、落射光源５２及び側射光源５４から発せられ撮像対象物で反射した後の光がハーフミラー５３を透過して到達すると、モノクロＣＣＤ５６でこの光を受光して単色画像を生成する。なお、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の波長領域は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｒを５９０－７８０ｎｍ、Ｇを４９０－５７０ｎｍ、Ｂを４００－４９０ｎｍとしてもよい。また、カメラ本体部５０ｂは、図示しないＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭ，ＥＥＰＲＯＭなどを備え、機能ブロックとして、図５に示すように、制御部５７と、画像処理部５８と、記憶部５９とを備える。制御部５７は、落射光源５２および側射光源５４の各光源色の発光制御などを含むカメラ全体の制御を行う。画像処理部５８は、モノクロＣＣＤ５６で生成された画像に対して各種補正を含む画像処理を行う。記憶部５９は、各種処理プログラムや画像処理用のデータなどを記憶する。記憶部５９は、画像処理用のデータとして、後述する補正量ΔＲＳ，ΔＧＳ，ΔＢＳなどを記憶する。

制御装置６０は、図示しないＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭ，ＨＤＤなどを備え、機能ブロックとして、図５に示すように、制御部６１と、画像処理部６２と、記憶部６３とを備える。制御部６１は、部品実装機１０の全体の制御を行う。制御部６１は、基板搬送装置２２への制御信号やＸ軸アクチュエータ３３やＹ軸アクチュエータ３７への制御信号、Ｚ軸アクチュエータ４１やθ軸アクチュエータ４２への制御信号、パーツカメラ２３への制御信号、マークカメラ５０への制御信号、フィーダ２０への制御信号などを出力する。制御部６１には、マークカメラ５０からの画像やパーツカメラ２３からの画像などが入力される。画像処理部６２は、マークカメラ５０やパーツカメラ２３により撮像された画像を処理する。記憶部６３は、各種処理プログラムや各種データなどを記憶する。

ここで、マークカメラ５０は、落射光源５２および側射光源５４のうち赤光源と緑光源と青光源とをそれぞれ個別に点灯した照明下で、撮像対象物を撮像してＲ，Ｇ，Ｂの３つの元画像（単色画像）を生成する。生成された元画像は、制御装置６０へ出力され、画像処理部６２で３つの元画像が重ね合わせて合成処理されたカラー画像が生成される。各元画像を重ね合わせてカラー画像を生成することで、カラーカメラのベイヤー配列のように各画素を各光源色に割り当てる必要がないから、撮像時間はかかるが解像度を低下させずに撮像可能となる。ただし、光源色毎に像面の異なる位置で結像することにより画像周辺ほどずれが生じる色収差（倍率色収差）が発生する。このため、各元画像の撮像対象物をずれなく重ね合わせるために、レンズの歪みによる歪曲収差だけでなく色収差を補正する必要がある。マークカメラ５０の記憶部５９には、そのための補正量が記憶されている。

その補正量は、通常はマークカメラ５０を部品実装機１０に組み付ける前に設定され、例えばジグプレートＪＰを載せた台の上方にマークカメラ５０を設置した状態で撮像された画像から設定される。図６は、ジグプレートＪＰの一例を示す説明図である。図示するように、ジグプレートＪＰは、規定のサイズに形成された矩形平板状のプレートであり、例えば円形状などの所定形状の基準マークＭがマトリックス状に複数並んで設けられている。各基準マークＭは、ジグプレートＪＰの中心位置ＪＰｃを基準として定められたそれぞれの理想位置に、マークの中心が位置するように設けられている。

図７は、補正量設定処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、マークカメラ５０の制御部５７と画像処理部５８とにより行われる。なお、画像処理部５８が行う処理は、汎用のコンピュータなどで構成された画像処理装置が行ってもよい。補正量設定処理では、制御部５７は、まず、赤光源（赤色ＬＥＤ５２ａや赤色ＬＥＤ５４ａ）の照明下でジグプレートＪＰをマークカメラ５０で撮像して赤基準画像Ｒ０を取得する（Ｓ１００）。次に、画像処理部５８は、赤基準画像Ｒ０からジグプレートＪＰの中心位置ＪＰｃと各基準マークＭの位置を認識する（Ｓ１１０）。例えば、画像処理部５８は、ジグプレートＪＰの領域を検出し、その領域の中心を中心位置ＪＰｃとして認識する。また、画像処理部５８は、各基準マークＭのそれぞれの領域を検出し、中心位置ＪＰｃを基準とする各領域の中心位置を各基準マークＭのそれぞれの位置として認識する。

続いて、画像処理部５８は、ジグプレートＪＰの中心位置ＪＰｃといくつかの基準マークＭの位置からジグプレートＪＰの傾きを演算する（Ｓ１２０）。例えば、画像処理部５８は、中心位置ＪＰｃの周囲の複数（例えば４個や１２個など）の基準マークＭの位置を用いて、中心位置ＪＰｃに対する各基準マークＭの位置のずれからジグプレートＪＰの傾きを演算する。なお、中心位置ＪＰｃの周囲の基準マークＭを用いるのは、中心位置ＪＰｃの近傍は歪曲収差の影響が小さいためである。

画像処理部５８は、ジグプレートＪＰの傾きを演算すると、各基準マークＭのそれぞれの理想位置と傾きから、赤基準画像Ｒ０における各基準マークＭの基準位置ＲＭＰをそれぞれ導出する（Ｓ１３０）。基準位置ＲＭＰは、各基準マークＭのそれぞれの理想位置に傾きを反映させた位置であり、赤基準画像Ｒ０において各基準マークＭがあるべき位置となる。次に、画像処理部５８は、Ｓ１１０で認識した各基準マークＭの位置を、各基準マークＭの基準位置ＲＭＰに位置合わせするための補正量ΔＲＳを基準マークＭ毎（位置座標毎）にそれぞれ演算し、赤光源に対応付けて記憶部５９に記憶させる（Ｓ１４０）。

図８は、各光源の補正量を設定する様子の一例を示す説明図であり、図８Ａは、赤光源に対応する補正量ΔＲＳを設定する様子の一例である。図８Ａでは、赤基準画像Ｒ０における基準マークＭを実線の白色の丸印で示し、一例として基準マークＭ（１）～（６）の６つのマークを示す。また、基準位置ＲＭＰを点線の丸印で示し、基準マークＭ（１）～（６）のそれぞれに対応する基準位置ＲＭＰ（１）～（６）を示す。基準マークＭ（１）～（６）のそれぞれの補正量ΔＲＳ（１）～（６）は、赤基準画像Ｒ０から認識した基準マークＭ（１）～（６）の位置を、基準位置ＲＭＰ（１）～（６）にそれぞれ合わせるための補正量（矢印参照）となり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の移動量などとなる。

次に、制御部５７は、落射光源５２および側射光源５４のうち緑光源の照明下でジグプレートＪＰをマークカメラ５０で撮像して緑基準画像Ｇ０を取得する（Ｓ１５０）。画像処理部５８は、緑基準画像Ｇ０から各基準マークＭの位置を認識する（Ｓ１６０）。続いて、画像処理部５８は、各基準マークＭの位置を、Ｓ１３０で導出した赤基準画像Ｒ０における基準位置ＲＭＰに位置合わせするための補正量ΔＧＳを基準マークＭ毎（位置座標毎）にそれぞれ演算し、緑光源に対応付けて記憶部５９に記憶させる（Ｓ１７０）。

図８Ｂは、緑光源に対応する補正量ΔＧＳを設定する様子の一例であり、緑基準画像Ｇ０における基準マークＭ（１）～（６）を実線の斜線付きの丸印で示す。また、赤基準画像Ｒ０における基準位置ＲＭＰ（１）～（６）を示す。補正量ΔＧＳ（１）～（６）は、緑基準画像Ｇ０から認識した基準マークＭ（１）～（６）の位置を、それぞれ基準位置ＲＭＰ（１）～（６）に合わせるための補正量（Ｘ軸方向およびＹ軸方向の移動量など）となる。即ち、緑基準画像Ｇ０から認識した基準マークＭの位置を、緑基準画像Ｇ０における基準位置ではなく、赤基準画像Ｒ０における基準位置ＲＭＰに合わせるための補正量ΔＧＳが設定される。このため、補正量ΔＧＳは、歪曲収差だけでなく緑光源の色収差を赤基準画像Ｒ０に合わせるように補正可能な補正量となる。

続いて、制御部５７は、青光源（青色ＬＥＤ５２ｃや青色ＬＥＤ５４ｃ）の照明下でジグプレートＪＰをマークカメラ５０で撮像して青基準画像Ｂ０を取得する（Ｓ１８０）。画像処理部５８は、青基準画像Ｂ０から各基準マークＭの位置を認識する（Ｓ１９０）。続いて、画像処理部５８は、各基準マークＭの位置を、Ｓ１３０で導出した赤基準画像Ｒ０における基準位置ＲＭＰに位置合わせするための補正量ΔＢＳを基準マークＭ毎（位置座標毎）にそれぞれ演算し、青光源に対応付けて記憶部５９に記憶させる（Ｓ２００）。図８Ｃは、青光源に対応する補正量ΔＢＳを設定する様子の一例であり、図８Ｂと同様の手法で青光源の補正量ΔＢＳが設定される。即ち、青基準画像Ｂ０から認識した基準マークＭの位置を、青基準画像Ｂ０における基準位置ではなく、赤基準画像Ｒ０における基準位置ＲＭＰに合わせるための補正量ΔＢＳが設定される。このため、緑光源の補正量ΔＧＳと同様に、青光源の補正量ΔＢＳは、歪曲収差だけでなく青光源の色収差を赤基準画像Ｒ０に合わせるように補正可能な補正量となる。これらの補正量ΔＲＳ，ΔＧＳ，ΔＢＳを記憶部５９に記憶したマークカメラ５０が、部品実装機１０のヘッド４０に組み付けられる。

次に、こうして構成された本実施形態の部品実装機１０の動作について説明する。まず、部品実装処理について説明する。部品実装処理では、制御装置６０の制御部６１は、まず、フィーダ２０の部品供給位置の上方に吸着ノズル４５が来るようにヘッド移動装置３０を制御し、吸着ノズル４５に部品が吸着されるようにヘッド４０を制御する。次に、制御部６１は、ヘッド４０がパーツカメラ２３の上方を通過して基板Ｓの実装位置の上方へ移動するようにヘッド移動装置３０を制御すると共に、吸着ノズル４５に吸着された部品を撮像するようにパーツカメラ２３を制御する。画像処理部６２は、パーツカメラ２３が撮像した画像を画像処理し、部品の姿勢を認識してその位置ずれ量を演算する。続いて、制御部６１は、部品の位置ずれ量に基づいて補正した実装位置に、部品が実装されるようにヘッド４０を制御する。制御部６１は、こうした部品実装処理を繰り返し実行することにより、基板Ｓ上に予め定められた数・種類の部品を実装する。

続いて、部品実装機１０が部品実装処理を行った後に行う部品の実装検査について説明する。図９は、実装検査処理の一例を示すフローチャートである。実装検査処理では、制御部６１は、部品が実装された基板Ｓの上方にマークカメラ５０が来るようにヘッド移動装置３０を制御して合成元となる元画像の撮像・補正処理を実行する（Ｓ３００）。図１０は、元画像の撮像・補正処理の一例を示すフローチャートである。

元画像の撮像・補正処理では、マークカメラ５０の制御部５７は、まず、赤光源（赤色ＬＥＤ５２ａや赤色ＬＥＤ５４ａ）の照明下で基板Ｓをマークカメラ５０で撮像して元画像（単色画像）Ｒ１を取得する（Ｓ３０２）。そして、画像処理部５８は、記憶部５９に記憶された補正量ΔＲＳを用いて元画像Ｒ１を補正して制御部６１に出力する（Ｓ３０４）。次に、制御部５７は、緑光源（緑色ＬＥＤ５２ｂや緑色ＬＥＤ５４ｂ）の照明下で基板Ｓをマークカメラ５０で撮像して元画像Ｇ１を取得する（Ｓ３０６）。そして、画像処理部５８は、記憶部５９に記憶された補正量ΔＧＳを用いて元画像Ｇ１を補正して制御部６１に出力する（Ｓ３０８）。続いて、制御部５７は、青光源（青色ＬＥＤ５２ｃや青色ＬＥＤ５４ｃ）の照明下で基板Ｓをマークカメラ５０で撮像して元画像Ｂ１を取得する（Ｓ３１０）。そして、画像処理部５８は、記憶部５９に記憶された青光源の補正量ΔＢＳを用いて元画像Ｂ１を補正して制御部６１に出力する（Ｓ３１２）。各光源色の補正量ΔＲＳ，ΔＧＳ，ΔＢＳをそれぞれ用いて各元画像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を補正することにより、歪曲収差と色収差とをまとめて補正することができる。ここで、補正量設定処理において、緑基準画像Ｇ０や青基準画像Ｂ０のそれぞれで赤基準画像Ｒ０と同様の処理を行って歪曲収差の補正量と色収差の補正量とを光源色毎に設定した場合、歪曲収差の補正と色収差の補正とを別々に行うことになり補正に手間と時間がかかる。本実施形態では、歪曲収差と色収差とをまとめて補正することができるから、補正時間の短縮が可能となり、カラー画像を速やかに合成処理して実装検査を行うことができる。

画像処理部６２は、こうして生成された補正後の各元画像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を取得すると、各元画像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を重ね合わせて合成処理することによりカラー画像を生成する（Ｓ３２０）。そして、画像処理部６２は、生成したカラー画像を用いて実装検査を行って（Ｓ３４０）、実装検査処理を終了する。画像処理部６２は、実装検査では、カラー画像から認識した部品の位置が当該部品の実装位置であるか否かを検査したり、部品の実装ずれ量（位置ずれ量や回転ずれ量）が許容範囲内であるか否かを検査したりする。上述した補正量ΔＲＳ，ΔＧＳ，ΔＢＳを用いて各元画像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１の歪曲収差と色収差とが適切に補正されているから、合成したカラー画像における重ね合わせのずれを抑えることができる。このため、重ね合わせのずれによる部品の位置の誤認識などを抑えることができるから、実装検査の検査精度を向上させることができる。

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の記憶部５９が記憶部に相当し、落射光源５２と側射光源５４とを備える照明部５０ａが光源部に相当し、モノクロＣＣＤ５６を備えるカメラ本体部５０ｂが撮像部に相当し、画像処理部５８が補正部に相当し、制御部６１が検査部に相当する。また、マークカメラ５０が撮像装置に相当する。マークカメラ５０と制御装置６０とが検査装置に相当する。なお、本実施形態では、撮像装置や検査装置の動作を説明することにより本開示の画像補正方法の一例も明らかにしている。

以上説明した部品実装機１０では、マークカメラ５０の記憶部５９に、Ｒ，Ｇ，Ｂの各補正量ΔＲＳ，ΔＧＳ，ΔＢＳが記憶されている。補正量ΔＲＳは、ジグプレートＪＰを赤光源の照明下で撮像した赤基準画像（特定の光源色の基準画像）Ｒ０から認識した基準マークＭの位置を、赤基準画像Ｒ０における基準位置ＲＭＰに補正する補正量として設定される。一方、補正量ΔＧＳ，ΔＢＳは、ジグプレートＪＰを緑光源，青光源の照明下で撮像した緑基準画像Ｇ０，青基準画像Ｂ０から認識した基準マークＭの位置を、赤基準画像Ｒ０における基準位置ＲＭＰに補正する補正量としてそれぞれ設定される。そして、部品が実装された基板Ｓの元画像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を撮像し、補正量ΔＲＳ，ΔＧＳ，ΔＢＳをそれぞれ用いて各元画像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１の歪曲収差と色収差とをまとめて補正する。このため、歪曲収差と色収差のそれぞれの補正量を用いて別々に補正する場合に比べて、元画像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１の歪曲収差と色収差との補正の手間を軽減することができる。

また、補正量ΔＲＳの設定では、赤基準画像Ｒ０におけるジグプレートＪＰの中心位置ＪＰｃと基準マークＭの位置とに基づいてジグプレートＪＰの傾きを演算し、その傾きと基準マークＭの理想位置とを用いて基準位置ＲＭＰが定められる。このため、ジグプレートＪＰの傾きを反映させた基準位置ＲＭＰを適切に定めて、補正量ΔＲＳを求めることができる。また、他の補正量ΔＧＳ，ΔＢＳの設定では、ジグプレートＪＰの中心位置ＪＰｃや傾きを求めることなく基準マークＭの位置を求めればよいから、各補正量を速やかに設定することができる。

また、部品実装機１０では、補正後の元画像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を重ね合わせてカラー画像を生成し、カラー画像を用いて部品の実装検査を行うから、歪曲収差と色収差を抑えたずれの少ないカラー画像に基づいて部品の実装検査を精度よく行うことができる。

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、赤光源の補正量ΔＲＳを設定する際に用いた基準位置ＲＭＰを、緑光源の補正量ΔＧＳや青画像の補正量ΔＢＳを設定する際に用いた。即ち、特定の光源色の基準画像として赤基準画像Ｒ０を用いたが、これに限られず、特定の光源色の基準画像として緑基準画像Ｇ０を用いてもよいし、青基準画像Ｂ０を用いてもよい。

上述した実施形態では、各基準マークＭの位置を各基準マークＭの基準位置ＲＭＰに位置合わせするための補正量ΔＲＳ，ΔＧＳ，ΔＢＳを、基準マークＭ毎にそれぞれ演算し記憶部５９に記憶させたが、これに限られるものではない。各色の基準画像の各基準マークＭの補正量ΔＲＳ，ΔＧＳ，ΔＢＳを演算した後に、各色の基準画像におけるさらに細かいピッチの位置座標毎の補正量を、隣接する基準マークＭの補正量を用いて補間演算し、記憶部５９に記憶させてもよい。各色の基準画像において、演算された位置座標毎の補正量を用いてさらに補間演算し、最終的にピクセル毎の補正量を演算し、記憶部５９に記憶させてもよい。

上述した実施形態では、マークカメラ５０の画像処理部５８が補正量ΔＲＳ，ΔＧＳ，ΔＢＳをそれぞれ用いて元画像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を補正したが、これに限られず、制御装置６０の制御部６１が補正を行うものとしてもよい。そのようにする場合、マークカメラ５０の記憶部５９が補正量ΔＲＳ，ΔＧＳ，ΔＢＳを記憶していてもよく、制御装置６０の記憶部６３が補正量ΔＲＳ，ΔＧＳ，ΔＢＳを記憶していてもよい。

上述した実施形態では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の元画像Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を合成するものを例示したが、これに限られず、これらの３色のうちいずれか２色以上または他の色を含む２色以上の元画像を合成するものであればよい。２色の場合でも一方を特定の光源色として補正量を設定すればよい。

上述した実施形態では、部品が実装された基板Ｓの検査を行うためのカラー画像を生成するものを例示したが、これに限られるものではない。検査対象となる基板Ｓや部品の色、素材、形状などによっては、画像処理部６２は、カラー画像でなくても、いずれかの元画像（単色画像）Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１のままで実装検査を行うことができる場合もある。このように実装検査においてカラー画像を用いない場合であっても、画像処理部６２は、各元画像を合成処理することによりカラー画像を生成し、制御部６１は、生成されたカラー画像を、部品実装機１０の図示しない表示装置に表示してもよい。表示装置にカラー画像が表示されることにより、作業者は、検査対象の状況を容易に認識することができる。

上述した実施形態では、マークカメラ５０が、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の光源（ＬＥＤ５２ａ～５２ｃ，５４ａ～５４ｃ）を有する照明部５０ａと、モノクロＣＣＤ５６を有するカメラ本体部５０ｂとを一体的に備えるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、照明部５０ａと、カメラ本体部５０ｂとが、別々に構成されていてもよい。

上述した実施形態では、部品実装機１０が検査装置を兼ねるものとしたが、これに限られず、生産ラインにおける部品実装機１０よりも基板搬送方向における下流側に専用の検査装置を備えてもよい。

上述した実施形態では、部品が実装された基板の検査を行うためのカラー画像を生成するものを例示したが、これに限られるものではない。部品が実装される前に基板Ｓの半田の検査を行うためのカラー画像を生成してもよいし、フィーダ２０により供給された部品の認識を行うためのカラー画像を生成してもよい。また、マークカメラ５０に適用するものを例示したが、パーツカメラ２３など他の撮像装置に適用してもよい。また、部品の実装に関する検査に限られず、各色の元画像を合成した合成画像を用いて検査を行うものに適用してもよい。また、１または複数のコンピュータが本開示の画像補正方法を行うものであってもよく、例えば汎用のコンピュータとして構成された画像処理装置が本開示の画像補正方法を行ってもよい。

ここで、本開示の画像補正方法は、以下のようにしてもよい。例えば本開示の画像補正方法において、前記ステップ（ａ）では、前記特定の光源色の基準画像における前記部材の中心位置と前記基準マークの位置とを認識し、前記中心位置と前記基準マークの位置とに基づいて前記部材の傾きを導出し、前記部材の傾きと前記基準マークの理想位置とを用いて前記特定の光源色の基準画像における前記基準位置を定めて、前記補正量を求め、前記ステップ（ｂ）では、前記他の光源色の前記基準画像毎に前記基準マークの位置を認識して、前記補正量を求めるものとしてもよい。こうすれば、基準マークが設けられた部材の傾きを基準マークの理想位置に反映させて特定の光源色の基準画像における基準マークの基準位置を適切に定めて、補正量を求めることができる。また、他の光源色の補正量を求める際に、他の光源色の基準画像毎に基準マークの位置を認識すればよく部材の中心位置などの認識を必要としないから、補正量を速やかに求めることができる。

本開示の撮像装置は、上述したいずれかの画像補正方法で設定された前記補正量を各光源色に対応付けて記憶する記憶部と、複数の異なる光源色を照射可能な光源部と、各光源色のそれぞれの照明下で合成画像の元画像を撮像する撮像部と、前記元画像が撮像されると、各光源色に対応付けられた前記補正量を用いて各光源色の元画像の歪曲収差と色収差とをまとめて補正する補正部と、を備えることを要旨とする。

本開示の撮像装置は、上述したいずれかの画像補正方法で設定された補正量を用いて各光源色の元画像の歪曲収差と色収差とをまとめて補正するから、上述した画像補正方法と同様に、元画像の歪曲収差と色収差との補正の手間を軽減して合成画像の速やかな生成を可能とすることができる。

本開示の検査装置は、上述したいずれかの画像補正方法で設定された前記補正量を各光源色に対応付けて記憶する記憶部と、複数の異なる光源色を照射可能な光源部と、部品が実装された基板の画像を元画像として各光源色のそれぞれの照明下で撮像する撮像部と、前記元画像が撮像されると、各光源色に対応付けられた前記補正量を用いて各光源色の元画像の歪曲収差と色収差とをまとめて補正する補正部と、歪曲収差と色収差とが補正された前記元画像を重ね合わせて合成画像を生成し、前記合成画像に基づいて前記部品の実装検査を行う検査部と、を備えることを要旨とする。

本開示の検査装置は、上述したいずれかの画像補正方法で設定された補正量を用いて各光源色の元画像の歪曲収差と色収差とをまとめて補正するから、上述した画像補正方法と同様に、元画像の歪曲収差と色収差との補正の手間を軽減して合成画像の速やかな生成を可能とすることができる。また、合成画像に基づいて部品の実装検査を精度よく行うことができる。

本開示は、撮像装置や検査装置、部品実装機の製造産業などに利用可能である。

１０ 部品実装機、１１ 基台、１２ 筐体、２０ フィーダ、２１ リール、２２ 基板搬送装置、２３ パーツカメラ、３０ ヘッド移動装置、３１ Ｘ軸ガイドレール、３２ Ｘ軸スライダ、３３ Ｘ軸アクチュエータ、３５ Ｙ軸ガイドレール、３６ Ｙ軸スライダ、３７ Ｙ軸アクチュエータ、４０ ヘッド、４１ Ｚ軸アクチュエータ、４２ θ軸アクチュエータ、４５ 吸着ノズル、５０ マークカメラ、５０ａ 照明部、５０ｂ カメラ本体部、５１ ハウジング、５２ 落射光源、５２ａ 赤色ＬＥＤ、５２ｂ 緑色ＬＥＤ、５２ｃ 青色ＬＥＤ、５２ｄ 支持板、５３ ハーフミラー、５４ 側射光源、５４ａ 赤色ＬＥＤ、５４ｂ 緑色ＬＥＤ、５４ｃ 青色ＬＥＤ、５４ｄ 支持板、５５ 拡散板、５６ モノクロＣＣＤ、５７ 制御部、５８ 画像処理部、５９ 記憶部、６０ 制御装置、６１ 制御部、６２ 画像処理部、６３ 記憶部、Ｓ 基板。

Claims (4)

1. 複数の異なる光源色のそれぞれの照明下で撮像された複数の元画像を重ね合わせて合成画像を生成する際に前記元画像を補正する画像補正方法であって、
   （ａ）基準マークが設けられた部材が各光源色のそれぞれの照明下で撮像された光源色毎の基準画像のうち、特定の光源色の基準画像から認識した前記基準マークの位置を、前記特定の光源色の基準画像における前記基準マークの基準位置に補正するための補正量を求めて、光源色に対応付けて設定するステップと、
   （ｂ）前記特定の光源色以外の他の光源色の前記基準画像から認識した前記基準マークの位置を、前記特定の光源色の基準画像における前記基準位置に補正するための補正量を他の光源色毎にそれぞれ求めて、光源色に対応付けて設定するステップと、
   （ｃ）前記元画像が撮像されると、各光源色に対応付けられた補正量を用いて各光源色の元画像の歪曲収差と色収差とをまとめて補正するステップと、
   を含む画像補正方法。
2. 請求項１に記載の画像補正方法であって、
   前記ステップ（ａ）では、前記特定の光源色の基準画像における前記部材の中心位置と前記基準マークの位置とを認識し、前記中心位置と前記基準マークの位置とに基づいて前記部材の傾きを導出し、前記部材の傾きと前記基準マークの理想位置とを用いて前記特定の光源色の基準画像における前記基準位置を定めて、前記補正量を求め、
   前記ステップ（ｂ）では、前記他の光源色の前記基準画像毎に前記基準マークの位置を認識して、前記補正量を求める
   画像補正方法。
3. 請求項１または２の画像補正方法で設定された前記補正量を各光源色に対応付けて記憶する記憶部と、
   複数の異なる光源色を照射可能な光源部と、
   各光源色のそれぞれの照明下で合成画像の元画像を撮像する撮像部と、
   前記元画像が撮像されると、各光源色に対応付けられた前記補正量を用いて各光源色の元画像の歪曲収差と色収差とをまとめて補正する補正部と、
   を備える撮像装置。
4. 請求項１または２の画像補正方法で設定された前記補正量を各光源色に対応付けて記憶する記憶部と、
   複数の異なる光源色を照射可能な光源部と、
   部品が実装された基板の画像を元画像として各光源色のそれぞれの照明下で撮像する撮像部と、
   前記元画像が撮像されると、各光源色に対応付けられた前記補正量を用いて各光源色の元画像の歪曲収差と色収差とをまとめて補正する補正部と、
   歪曲収差と色収差とが補正された前記元画像を重ね合わせて合成画像を生成し、前記合成画像に基づいて前記部品の実装検査を行う検査部と、
   を備える検査装置。

Images